(57)【要約】【課題】  加圧ガスの封入手段となる閉塞部材の耐圧性及び破壊性が高められた、乗員拘束装置用ガス発生器の提供。【解決手段】  加圧ガス室20内のガスを封入する手段の１つである第１閉塞部材40は、ガス圧に抗して、加圧ガス室20側に突き出している。このため、従来のようにガス圧を受けて反対側に突き出した場合に比べて、ガス圧への耐圧性が良く、破壊されやすい。【選択図】  図１
2006218990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスが充填された加圧ガス室と、前記加圧ガス室に接続されたガス発生室とを有し、加圧ガスを排出するガス排出口を有する乗員拘束装置用ガス発生器であり、
前記加圧ガス室と前記ガス発生室の間の第１連通路が、前記加圧ガス室側に突き出した第１閉塞手段で閉塞されている、乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項２】
前記ガス排出口が、加圧ガス室のうちガス発生室とは反対側に配置されており、前記加圧ガス室と前記ガス排出口との間の第２連通路が第２閉塞手段で閉塞されている、請求項１記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項３】
前記第１閉塞部材が、底面と側面を有し、前記底面に対向する開口部周縁にて他部材に固定されたものであるか、又は半球状で、開口部周縁にて他部材に固定されたものである、請求項１又は２記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項４】
前記第１閉塞部材が、少なくとも一部に脆弱部を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項５】
前記第１閉塞部材が、開口部周縁近傍の一部に脆弱部を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項６】
前記加圧ガス室が加圧ガス室ハウジングにより外殻が形成され、前記ガス発生室がガス発生室ハウジングにより外殻が形成されており、前記第１閉塞部材が、前記ガス発生室ハウジングと一体に形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【請求項７】
第１閉塞部材が、加圧ガス室側から第１連通路を閉塞し、加圧ガス室側に脱離可能なように取り付けられた、加圧ガスの充填圧力に対して実質的に変形しない平板である、請求項１又は２記載の乗員拘束装置用ガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエアバッグシステムに使用する乗員拘束装置用ガス発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧ガスを使用するガス発生器では、加圧ボトル（加圧ハウジング）内部に加圧ガスを封入するための破裂板を使用している。そして、破裂板を点火器による衝撃波やガス発生剤の燃焼等による圧力上昇により破裂させることで開口を形成し、ハウジング内部の加圧ガス（場合によってはガス発生剤の燃焼ガスも一緒に）をハウジング外部へ排出する。
【０００３】
このような破裂板を使用するガス発生器に要求される条件として、
（ａ）破裂板が所定の圧力で必ず破裂すること、
（ｂ）破裂板の破片がハウジング外部に排出されないこと、
（ｃ）ガス発生器全体の構造が単純であること、
が要求される。
【０００４】
特許文献１には、加圧ガスを利用したガス発生器が開示されている。ハウジング６２２内には加圧ガスが充填されており、更にハウジング６２２内部には、ガス発生器ハウジング６４４が点火器６４８とともに、ハウジング６２２一端部に配置されている。ガス発生器ハウジング６４４内部には、プロペラント６４６が配置されており、ハウジング６２２内部とはポート６５０で連通するようになっているが、作動前にはこのポート６５０は第１ディスク６５２で閉塞されている。
【０００５】
このディスク６５２は、本来は薄板状のものであるが、ハウジング６２２に充填された加圧媒質の圧力を受けて、ガス発生器ハウジング６４４内部方向に椀状に変形している。また、ハウジング６３３の反対端部に形成されたガス出口も、同様に加圧媒質の圧力を受けて椀状に変形した第２ディスクで閉塞されている。
【特許文献１】USP 5,821,448
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、閉塞手段として薄板状の部材を用いた場合、加圧ガスの圧力を受けて反対方向（加圧ガスが充填されたハウジング６２２とは反対方向）に椀状に突き出した状態に変形する。この状態で椀状に突出した閉塞手段を開裂させる場合は、加圧ガスの蓄積圧力以上の圧力を破裂板にかけ、破裂板を一旦ハウジング６２２内部へ向かって変形させ、ついで引張力によって開裂させることになる。
【０００７】
更に閉塞部材は、ハウジング６２２内部に蓄積された加圧ガスの圧力に十分耐えることと同時に、所定の圧力が加わった場合には速やかに破れる必要がある。よって、再現性よく破裂させるためには、破裂板の厚さ、径、ノズル径、引張り強さなどの条件を厳密に管理する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記した（ａ）〜（ｃ）の要件を満たすと共に、破裂板の寸法や物性などの管理条件を緩和することで製造時の負担を軽減でき、製造コストの低減も達成可能となる、乗員拘束装置用ガス発生器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の乗員拘束装置用ガス発生器は、車両に搭載し、乗員を衝撃から保護するエアバッグの膨張用ガス発生器、あるいはシートベルト引っ張り機構を作動させるためのガス発生器など、車両乗員拘束装置に一般に使用することができる。以下においては、主としてエアバッグシステムに使用する場合を説明する。
【００１０】
本発明は、課題の解決手段として、
加圧ガスが充填された加圧ガス室と、前記加圧ガス室に接続されたガス発生室とを有し、加圧ガスを排出するガス排出口を有する乗員拘束装置用ガス発生器であり、
前記加圧ガス室と前記ガス発生室の間の第１連通路が、前記加圧ガス室側に突き出した第１閉塞手段で閉塞されている、乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００１１】
加圧ガス室内には、エアバッグの膨張媒体となる加圧ガスが高圧で充填されており、第１閉塞部材は、この高圧に抗して、加圧ガス室側に突き出した形状のものである。このため、特許文献１におけるディスク６５２のように圧力に押されて変形した閉塞部材と比較すると、加圧ガスに対する耐圧性能が高く、かつ突き出した側と反対側から加えられる力で開裂し易くなっている。
【００１２】
このような性質は、第１閉塞手段に使用する部材の圧縮強度と引張強度を利用したものであり、具体的には、通常は同じ条件であれば圧縮強度の方が引張強度よりも高いことを利用したものである。よって、第１閉塞部材の圧縮強度によって加圧ガスへの耐圧性を向上させると共に、ガス発生器の作動時には、ガス発生室側から圧縮強度未満で引張強度以上の力を加えて第１閉塞部材を開裂させるものである。
【００１３】
本発明でいうガス発生室とは、燃焼によりガスを発生する固形ガス発生剤と、固形ガス発生剤を着火燃焼させる点火器を含むもの、或いは点火器のみを含むものの両方を指す。よって、ガス発生室は、ガス発生剤からのガスや熱等でガス発生室内の圧力を高めたり、点火器で直接衝撃波を発生させたりして、第１破裂板を加圧ガス室側に開裂させるように作用する。
【００１４】
このように本発明のガス発生器は、第１閉塞部材を加圧ガス室側に突き出した形状にすることで引張強度と圧縮強度を利用するものであり、従来の閉塞部材のように寸法や物性などの管理を厳密に行なう必要がなくなる。このため、部品にかかる費用を削減でき、製造方法や構造自体を単純にすることができるようになり、製造コストの低減が可能となる。
【００１５】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記ガス排出口が、加圧ガス室のうちガス発生室とは反対側に配置されており、前記加圧ガス室と前記ガス排出口との間の第２連通路が第２閉塞手段で閉塞されている、請求項１記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００１６】
このようにすることで、ガス排出口にエアバッグを取り付けるときに、点火器から延ばされたリードワイヤがエアバッグに干渉し、取り付け作業性を損なうことがない。
【００１７】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第１閉塞部材が、底面と側面を有し、前記底面に対向する開口部周縁にて他部材に固定されたものであるか、又は半球状で、開口部周縁にて他部材に固定されたものである、請求項１又は２記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００１８】
底面と側面は一体に成形されたものが好ましく、厚さは同一でも異なっていてもよい。底面の形状は、三角形、四角形（長方形、正方形）、五角形以上の多角形、その他任意の形状であってもよく、側面は垂壁面状態でもよいし、斜面状態でもよい。また、底面と側面の境部分（角部分）が丸みを帯びたものでもよい。
【００１９】
第１閉塞部材は、中空円柱状、中空円錐状（但し、頂部は平面）、中空角柱状（いずれも角部が丸みを帯びたものが好ましい）にすることができ、その他、上記のように半球状（ドーム状）にすることができる。更に第１閉塞部材の開口部周縁が半径方向外側に延びるフランジ部を有しており、前記フランジ部が他部材に固定されていてもよい。
【００２０】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第１閉塞部材が、少なくとも一部に脆弱部を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００２１】
脆弱部は、ガス発生器の作動時において優先的に破壊されるように形成されている部分である。このような脆弱部は、肉厚を薄くしたり、傷を付けたりして形成することができ、第１閉塞部材の一部又は全部において、連続的に又は不連続的に形成することができる。このような脆弱部を設けることにより、ガス発生器の作動時において、第１閉塞部材が確実に破壊されるようにすることができるほか、第１閉塞部材が粉砕されたり、多数の小片になって飛び散ったりすることが防止される。
【００２２】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第１閉塞部材が、開口部周縁近傍の一部に脆弱部を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００２３】
開口部周縁近傍の一部において破壊されるようにすることで、加圧ガスの圧力には充分に耐えることができる上、開裂時には優先的に脆弱部から開裂するようにできる。また開裂後も一部において第１閉塞部材が開口部周縁に繋がっており、脱落した第１閉塞部材が加圧ガス室内に入ってしまうことが防止される。
【００２４】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記加圧ガス室が加圧ガス室ハウジングにより外殻が形成され、前記ガス発生室がガス発生室ハウジングにより外殻が形成されており、前記第１閉塞部材が、前記ガス発生室ハウジングと一体に形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００２５】
ガス発生室ハウジングと一体に成形することによって、部品コストを下げたり、製造工程を簡略化することができる。
【００２６】
本発明は、課題の他の解決手段として、第１閉塞部材が、加圧ガス室側から第１連通路を閉塞し、加圧ガス室側に脱離可能なように取り付けられた、加圧ガスの充填圧力に対して実質的に変形しない平板である、請求項１又は２記載の乗員拘束装置用ガス発生器を提供する。
【００２７】
第１閉塞部材として用いる平板は、加圧ガスの充填圧力に対して実質的に変形しない程度の強度（厚み及び材質により調整するが、主として厚みである。）を有するものであるから、従来の加圧ガスを用いたガス発生器の平板状の破裂板よりは厚みが大きなもので、取り付け時には加圧ガス室側に突き出した状態になっている。このような平板を用いることにより、閉塞部材としての材質管理が容易になるので、コストが低減できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の乗員拘束装置用ガス発生器は、従来の加圧ガスを用いたものと異なり、２つの閉塞手段が加圧ガスの圧力に抗して突き出た形状となっている。
【００２９】
このため、第１閉塞手段の耐圧性と破壊性が向上される。更に従来の閉塞部材のように寸法や物性等の管理を厳密に行なう必要がなくなるため、部品にかかる費用が削減できたり、製造方法や構造自体を単純にできるようになり、製造コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（１）図１のガス発生器
図１により、本発明のガス発生器を説明する。図１は、本発明の一実施形態の縦断面図である。
【００３１】
ガス発生器１０は、加圧ガス室２０と、ガス発生室３０、ディフューザ部５０とを有しており、これらの外径はほぼ同一に設定されている。
【００３２】
加圧ガス室２０は、筒状の加圧ガス室ハウジング２２により外殻が形成されており、アルゴン、ヘリウムの混合物からなり、酸素ガスを含まない加圧ガスが充填されている（充填圧力は約３０，０００〜６７，０００ｋＰａ）。
【００３３】
加圧ガス室ハウジング２２は、軸方向及び半径方向に対して対称形である。加圧ガスハウジング２２の長さＬは、約５０〜２５０ｍｍに設定されており、Ｌ／Ｄは１〜１０となっている。
【００３４】
加圧ガス室ハウジング２２はこのような形状をしているため、組み立て時に軸方向及び半径方向への向きを調整する必要がないほか、ガス発生室３０及びディフューザ部５０との抵抗溶接などによる接合作業が容易となる。
【００３５】
加圧ガス室ハウジング２２の側面には、加圧ガスの充填孔２４が形成されており、加圧ガスを充填した後にピン２６により閉塞されている。ピン２６の先端部２６ａは、加圧ガス室２０内に突出されており、突出部はガス発生剤の燃焼ガス流が衝突される長さを有している。このピン２６の突出部の長さを調整することで、ピン２６自体に燃焼ガスを衝突させて、燃焼残渣を付着させることができる。図１においては、ピン２６の先端部２６ａが対向する内壁面２２ａに当接するまで延長することができる。
【００３６】
ガス発生室３０は、ガス発生室ハウジング３２により外殻が形成されており、点火手段（電気式点火器）３４とガス発生剤３６とを含んでおり、加圧ガス室２０の一端側に接合されている。点火器３４は、ガス発生器ハウジング３２の一部３５をかしめることで固定されている。
【００３７】
ガス発生剤３６は、円筒形状であり、内孔に点火器３４の作動部（着火薬を含み、作動時に開裂して、燃焼生成物を発生させる部分）３４ａが挿入された状態になるように配置されている。
【００３８】
ガス発生剤３６は、ニトログアニジン／硝酸ストロンチウム／カルボキシメチルセルロースナトリウム塩／酸性白土＝３４．３／４９．６／９．４／６．７（質量％）（圧力指数＝０．６，燃焼火炎温度＝２０９８℃）からなるもの１．９〜５．３ｇが用いられている。加圧ガスの量（モル数）（Ａ１）と、ガス発生剤の燃焼により発生するガス量（モル数）（Ａ２）との比は、Ａ１／Ａ２＝１〜２０である。
【００３９】
ガス発生室ハウジング３２と加圧ガス室ハウジング２２は、接合部４９において抵抗溶接されている。ガス発生器１０をエアバッグシステムに組み込むとき、点火器３４は、コネクタ、リードワイヤを介して、外部電源に接続される。
【００４０】
加圧ガス室２０とガス発生室３０との間の第１連通孔３８は、加圧ガス室２０側に突き出した第１閉塞部材４０で閉塞されており、ガス発生室３０内は常圧に保持されている。
【００４１】
第１閉塞部材４０はガス発生器ハウジング３２と一体に形成されており、円形の底面４１と側面４２とを有し、底面４１に対向する開口部周縁がガス発生器ハウジング３２と一体になっている。底面４１と側面４２の境界部分は丸みを付けられている。
【００４２】
第１閉塞部材４０は、側面４２の下端部周縁（底面４１に対向する開口部周縁）の一部に脆弱部４５を有している。脆弱部４５は、第１閉塞部材４０の開口部周縁に相当する部分の厚みを薄くしたもので、前記開口部周縁の全体の５０〜１００％の範囲にわたって連続的に又は不連続的に設けられている。
【００４３】
このように第１閉塞部材４０は、加圧ガス室２０内部の加圧ガスの圧力に逆らうように突き出しており、底面４１及び側面４２が受ける力が第１閉塞部材４０全体の圧縮力となる。部材の圧縮力は同一条件では引張力よりも大きく、加圧ガスの圧力に対して十分な耐圧性を有している。
【００４４】
加圧ガス室２０の他端側には、加圧ガス及び燃焼ガスを排出するガス排出口５２を有するディフューザ部５０が接続されており、ディフューザ部５０と加圧ガス室ハウジング２２は、接合部５４において抵抗溶接されている。ディフューザ部５０内には、燃焼残渣を捕捉するため、必要に応じて金網等のフィルタを配置することができる。
【００４５】
加圧ガス室２０とディフューザ部５０との間の第２連通孔５６は、加圧ガスの圧力で椀状に変形した第２閉塞部材５８で閉塞されており、ディフューザ部５０内は常圧に保持されている。第２閉塞部材５８は、周縁部５９においてディフューザ部５０に抵抗溶接されている。
【００４６】
次に、図１に示すガス発生器１０を自動車に搭載したエアバッグシステムに組み込んだ場合の動作を説明する。
【００４７】
自動車が衝突して衝撃を受けたとき、コントロールユニットからの作動信号を受け、点火器３４が作動点火してガス発生剤３６を燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる。
【００４８】
ガス発生室３０内部の圧力が上昇することにより、加圧ガス室２０内に突き出した状態の第１閉塞部材４０は脆弱部４５において容易に開裂する。このとき、脆弱部４５は第１閉塞部材４０の一部のみに形成されているため、脆弱部４５が形成されていない部分はちぎれずにガス発生室ハウジング３２と繋がった状態で残る。
【００４９】
このため、第１閉塞部材４０は、一部を開裂させ、ガス発生室３０と加圧ガス室２０とを連通するが、ガス発生室ハウジング３２に繋がった状態で残る。よって、第１閉塞部材４０の全部又は一部が分離してガス排出口５２の方に流れ、ガス通路を閉塞することがない。
【００５０】
第１閉塞部材４０の開裂に伴って燃焼ガスが流入することによる温度上昇及び燃焼ガスからの追加ガスにより、加圧ガス室２０内の圧力が上昇すると、第２閉塞部材５８が破壊されて第２連通路５６が開放される。その後、加圧ガス及び燃焼ガスは、第２連通孔５６を経てガス排出口５２から排出され、エアバッグを膨張させる。
【００５１】
なお、高温の燃焼ガスが加圧ガス室２０内に流れ込んだとき、加圧ガス室２０の加圧ガスと燃焼ガスの温度差が大きいため、燃焼ガスは急冷され、高温の燃焼残渣は冷却凝固される。また、燃焼ガスがピン２６に衝突することで、ピン２６にも燃焼残渣が付着される。
【００５２】
（２）図２のガス発生器
図２は、他の実施形態であるガス発生器の縦断面図である。図２のガス発生器100は、図１のガス発生器と基本的に同じ構造であるため、異なる部分のみ説明する。図１と同じ番号は同じものであることを意味する。
【００５３】
加圧ガス室２０とガス発生室３０との間の第１連通孔３８は、加圧ガス室２０側に突き出した第１閉塞部材６０で閉塞されており、ガス発生室３０内は常圧に保持されている。
【００５４】
第１閉塞部材６０は半球状で、開口部周縁がガス発生器ハウジング３２と一体に形成されている。
【００５５】
第１閉塞部材６０は、脆弱部４５を有している。脆弱部４５は、第１閉塞部材４０の開口部周縁に相当する部分の厚みを薄くしたもので、開口部周縁の全体の５０〜１００％の範囲にわたって連続的に又は不連続的に設けられている。
【００５６】
ガス発生室３０内には、小粒（円柱状、ディスク状などの所望形状）のガス発生剤７０が充填されており、ガス発生剤７０は点火器３４の作動部３４ａと接触して配置されている。第１連通孔３８の手前には、金網、パンチングメタルなどから形成されるスクリーン７２が配置されている。スクリーン７２の開口部は、ガス発生剤７０の大きさよりも小さい。
【００５７】
（３）図３のガス発生器
図３は、他の実施形態であるガス発生器の部分縦断面図である。図３のガス発生器200は、図１のガス発生器又は図２のガス発生器と基本的に同じ構造であるから、異なる部分のみ説明する。
【００５８】
第１閉塞部材８０は平板状のもので、第１連通路３８を閉塞するようにして、加圧ガス室２０側から取り付けられている。円板状の第１閉塞部材８０は、加圧ガス室２０の充填圧力に対しても実質的に変形しないような強度（厚み）を有しているため、加圧ガス室２０側に少し突き出した状態で取り付けられている。第１閉塞部材８０の厚さは、第１連通路３８の径、第１閉塞部材８０の材質（引張強度）、加圧ガスの充填圧力を総合的に考慮して決める。
【００５９】
円板状の第１閉塞部材８０は、その周縁部が、第１連通路３８を形成するガス発生室ハウジング３２に溶接により固定されており（溶接部８１）、この溶接部８１が図１及び図２におけるガス発生器の脆弱部に相当する。よって、ガス発生器200の作動時には、第１閉塞部材８０は、溶接部８１において剥がれて脱離し、第１連通路３８を開放する。なお、溶接部８１の溶接強度を調節することにより、溶接部８１の一部のみを脆弱部として、残部の溶接強度を高め、第１連通路３８は開放されるが、第１閉塞部材８０全体が脱離しないようにすることもできる。
【００６０】
第１閉塞部材８０は、溶接以外の取付方法で取り付けてもよく、例えば、ガス発生室ハウジング３２の第１連通路３８の開口部周縁に環状突起を設け、前記環状突起をかしめることで第１閉塞部材８０を取り付けるようにしてもよい。この場合、溶接と同様に、一部又は全部にかしめの弱い箇所（脆弱部）を設けることができる。また、ガス発生室３０からの圧力により、第１閉塞部材８０が脱落するようにかしめ、そのかしめ部全体を脆弱部とすることもできる。
【００６１】
図１〜図３のガス発生器は、第１閉塞部材を開裂する手段として、点火器と固形ガス発生剤を併用しているが、点火器のみで第１閉塞部材を開裂するようにしてもよい。
【００６２】
本発明のガス発生器は、運転席のエアバッグ用ガス発生器、助手席のエアバッグ用ガス発生器、サイドエアバッグ用ガス発生器、カーテン用ガス発生器、ニーボルスター用ガス発生器、ガス発生器ブルシートベルト用ガス発生器、チューブラーシステム用ガス発生器、プリテンショナー用ガス発生器等の各種ガス発生器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】乗員拘束装置用ガス発生器の縦断面図。
【図２】別形態の乗員拘束装置用ガス発生器の縦断面図。
【図３】別形態の乗員拘束装置用ガス発生器の部分縦断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１０、100  ガス発生器
２０  加圧ガス室
２２  加圧ガス室ハウジング
３０  ガス発生室
３２  ガス発生室ハウジング
３４  点火器
３８  第１連通路
４０  第１閉塞部材
５０  ディフューザ部
５２  ガス排出口
５６  第２連通路
５８  第２閉塞部材
【図１】
2006218990.tif 000003
【図２】
2006218990.tif 000004
【図３】
2006218990.tif 000005